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Request pattern change-based cache pollution attack detection and defense in edge computing

Digital Communications and Networks 2023年第5期9卷 1212-1220页

作者： Junwei Wang Xianglin Wei Jianhua Fan Qiang Duan Jianwei Liu Yangang Wang The 63rd Research Institute National University of Defense TechnologyNanjing210007China

Through caching popular contents at the network edge,wireless edge caching can greatly reduce both the content request latency at mobile devices and the traffic burden at the core ***,popularity-based caching strategies are vulnerable to Cache Pollution Attacks(CPAs)due to the weak security protection at both edge nodes and mobile *** CPAs,through initiating a large number of requests for unpopular contents,malicious users can pollute the edge caching space and degrade the caching *** paper firstly integrates the dynamic nature of content request and mobile devices into the edge caching framework,and introduces an eavesdroppingbased CPA ***,an edge caching mechanism,which contains a Request Pattern Change-based Cache Pollution Detection(RPC2PD)algorithm and an Attack-aware Cache Defense(ACD)algorithm,is proposed to defend against *** results show that the proposed mechanism could effectively suppress the effects of CPAs on the caching performance and improve the cache hit ratio.

关键词： Mobile edge computing Cache pollution attack flash crowd

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网络拥塞状态下的服务复制算法研究

网络拥塞状态下的服务复制算法研究

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作者：徐世杰清华大学

学位级别：硕士

flash crowd和DDoS攻击等网络现象对当代的Internet严重危害着网络的性能。它们使得服务器处于繁忙并导致客户端糟糕的QoS。传统的处理对策是如集群(Cluster)或者内容分发网络(CDN)等不是一个有效的方式,主要原因为:1. flash crowd只是... 详细信息

flash crowd和DDoS攻击等网络现象对当代的Internet严重危害着网络的性能。它们使得服务器处于繁忙并导致客户端糟糕的QoS。传统的处理对策是如集群(Cluster)或者内容分发网络(CDN)等不是一个有效的方式,主要原因为:1. flash crowd只是在很少的情况下来发生的,在大多数情况web服务所面临的是正常的访问流量,因此通过集群和CDN的方式来处理flash crowd不是一种很经济的方案;2. flash crowd和DDoS共同之处都是在短时间内访问量急剧的增加,而且很难预测其访问量的峰值。因此cluster等事先固定处理能力的方式很难有效地处理flash crowd。通过动态服务复制来建立一个分布式的互助系统可以有效地解决flash crowd。在这个系统中,各个peer可以动态加入和退出系统。当系统检测到flash crowd发生时,服务复制过程讲被启动。本文主要侧重研究了在flash crowd状态下服务动态复制的算法,主要的工作如下:通过分析http://***站点在98世界杯期间的访问记录,总结该类型的网站的所接收到的服务请求模式。同时我们提出了一个根据复制激发的模型,在该模型中,当网络流量的梯度变化超过了事先设置的阈值时表明网络出现了flash crowd。我们假设在发生flash crowd的时候,系统将通过丢弃超过其服务能力的服务请求来维持自身的稳定性。我们以在复制过程中整个系统丢弃的服务请求数目作为算法优劣标准。对于实际中的两种服务,首先,我们比较了三种复制方式(单播,多播和以集合方式的多播)的性能,接着我们提出了四种以集合方式的多播算法(RSA,EISA,IMMA和ASA)。在实验中,我们比较了三种复制方式的效果,分析了各个参数和目标函数关系,最后得出了ASA算法取得最好的性能。同时我们将在复制过程中未使用的系统服务能力作为一个指标,并将量化后的http;//***在某一天访问记录作为负载数据,比较了激发阈值对新的目标函数的影响。

关键词： flash crowd DDoS Grid Computing SOA服务复制多播

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基于网络行为分析的DDoS攻击检测技术研究

基于网络行为分析的DDoS攻击检测技术研究

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作者：刘书林沈阳理工大学

学位级别：硕士

随着近些年互联网的迅速发展,包括Web服务在内的应用层服务和应用程序越来越多的被开发和使用。应用层的安全问题日益突出,其安全重要性也愈加显得重要。基于Web服务器的网络攻击行为发生频繁,分布式拒绝服务攻击(DDoS)是其中最难以防... 详细信息

随着近些年互联网的迅速发展,包括Web服务在内的应用层服务和应用程序越来越多的被开发和使用。应用层的安全问题日益突出,其安全重要性也愈加显得重要。基于Web服务器的网络攻击行为发生频繁,分布式拒绝服务攻击(DDoS)是其中最难以防御且破坏性最大的攻击行为之一。DDoS是一种通过消耗目标资源来阻止用户正常访问目标服务的网络攻击形式,它对网络和网络服务的可用性构成极大的威胁,同传统的DDoS相比,基于应用层的DDoS攻击隐藏效果更好,破坏力更强。DDoS攻击检测是整个安全防范体系的重要一环,通过快速、准确地检测和识别攻击,为安全防御提供有效支撑。现有的大多数DDoS检测方法难以区分攻击者的攻击行为和突发的大流量正常请求行为,基于网络行为分析的检测方法对于攻击者的异常行为能够较好的辨识,因此基于网络行为分析的DDoS检测方法的研究显得很有必要。本文根据攻击者对Web服务器发起DDoS攻击时选取URL的不同方式,把针对应用层Web服务的DDoS攻击分为固定URL攻击,随机URL攻击和遍历URL爬虫模式攻击三种类型,并对每一类攻击时URL的请求率进行分析,把请求的URL作为离散随机变量,得出攻击时的URL请求熵并与正常情况下URL请求熵进行对比,以此找出DDoS攻击时的行为差异。在此基础上对检测结果进一步分析优化,提出一种基于URL联合信息熵向量的DDoS攻击检测方法,检测方法将URL请求熵和页面停留时间熵进行向量结合,通过仿真表明该方法能够有效的区分DDoS攻击和正常突发大流量flash crowd访问情况。最后,通过对目前主流DDoS攻击工具的研究分析,基于实验室的面向服务架构下的Web系统,利用模拟实验对检测方法做了可行性和检测效能的验证测试,实验结果表明基于网络行为分析的联合信息熵向量检测方法对DDoS检测能够明显的减少误检率。

关键词： DDoS 网络行为分析信息熵 flash crowd

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